Over slechts een paar jaar zal stedelijke luchtmobiliteit realiteit zijn, waardoor mensen op een manier kunnen reizen die beter geschikt is voor steden en hun inwoners. Het veilig integreren van deze grote toekomstige drones in ons stedelijke luchtruim vereist veel coördinatie en een aanzienlijke hoeveelheid tests. Binnen enkele maanden zal het Europese project AMU-LED verschillende demonstratievluchten uitvoeren in stedelijke omgevingen in het Verenigd Koninkrijk, Nederland en Spanje.

Wat als de toekomst ambulances zou hebben die patiënten en kritieke medicijnen via de lucht vervoeren? Wat als brandweerlieden veilig en efficiënt branden zouden kunnen bestrijden zonder menselijke levens in gevaar te brengen? Een toekomst waarin mensen sneller en efficiënter van punt naar punt kunnen reizen, met betere en geoptimaliseerde diensten voor steden en hun inwoners. Die toekomst is geen blote visie, het is een realiteit die ons binnen enkele jaren zal bereiken: Urban Air Mobility (UAM). UAM is een transformationeel mobiliteitsconcept voor stedelijke gebieden, waarbij verschillende soorten drones worden gebruikt om elke soort missie uit te voeren die gericht is op het verbeteren van het welzijn van individuen en organisaties.

U-space

Een van de belangrijkste enablers voor UAM is U-space, een luchtverkeersbeheerframework om de veilige en beveiligde integratie van drones mogelijk te maken. Net als het luchtverkeersbeheersysteem voor algemene vliegtuigen, zal U-space ervoor zorgen dat drone-operaties veilig en efficiënt worden uitgevoerd. Het systeem zal echter meer geautomatiseerd zijn dan de huidige luchtverkeersleiding, met minder menselijke interactie en de capaciteit om meer vluchten tegelijkertijd te verwerken. U-space kan worden gedefinieerd als een reeks specifieke diensten en procedures die zijn ontworpen om veilige en efficiënte toegang tot het luchtruim te garanderen voor een groot aantal drones met hoge graden van digitalisering en automatisering.

Scenario's in stedelijke omgevingen

Er is veel werk verricht aan de ontwikkeling van U-space en UAM door middel van onderzoeks- en innovatieprojecten en technologische ontwikkelingen. Een van deze initiatieven is het AMU-LED project, een zeer grootschalig demonstratieproject (VLD) gefinancierd door het SESAR Joint Undertaking onder het Horizon 2020-onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie. AMU-LED zal de veilige integratie van bemande en onbemande vliegtuigen demonstreren door de inzet van U-space, met als ultieme doel het realiseren van steeds duurzamere slimme steden. Dit zal worden gedaan door vlucht demonstraties uit te voeren met verschillende scenario's, situaties en use cases in stedelijke omgevingen.

In deze demo's zal het project grote elektrische platforms voor verticaal opstijgen en landen (eVTOL) gebruiken voor passagiers- en vrachtvervoer, in combinatie met kleinere onbemande luchtvaartuigen (UAS) voor de levering van goederen en medische benodigdheden, surveillance of ondersteuning van noodhulpdiensten.

Doeleinden van AMU-LED

Het project begon twee jaar geleden in januari 2020 met twee hoofddoelen om de veilige interactie van UAM met andere luchtruimgebruikers te demonstreren en om veilig UAM-vluchten te demonstreren. Na grondige voorbereiding kunnen de vluchtdemonstraties die binnen AMU-LED zullen plaatsvinden als het eindproduct van het project worden beschouwd, waarbij het operationele concept, gebruiksscenario's, systeemarchitectuur en het U-space systeem dat zal worden gedefinieerd in het project in de praktijk worden gebracht.

“Na een indrukwekkende hoeveelheid werk te hebben verricht, waarbij ons consortium cutting-edge operationele concepten voor UAM heeft bedacht en geïmplementeerd, futuristische, maar nabijgelegen use cases zoals luchthaven pendelbus en laatste kilometer pakketbezorging heeft voorbereid, en innovatieve onbemande verkeersmanagementdiensten heeft geïntegreerd, zijn we eindelijk klaar om op te stijgen”, verduidelijkt Pablo Menéndez-Ponte Alonso, projectleider UTM van NTT DATA Spain die het Europese consortium van 17 verschillende entiteiten coördineert die deelnemen aan het AMU-LED project. “Cranfield is onze eerste, maar essentiële demonstratie, omdat het ons in staat zal stellen de gereedheid van deze technologie te begrijpen door de werkelijke uitdaging aan te gaan.”

Uiteindelijk zullen er in totaal zeven demonstraties zijn, die gedurende de zomer van 2022 zullen plaatsvinden in Cranfield (VK), Amsterdam (NL), Enschede (NL), Rotterdam (NL), en Santiago de Compostela (SP).

Uitwisseling van informatie

De variëteit aan locaties stelt het project in staat om verschillende relevante aspecten op verschillende manieren te testen en te demonstreren, bijvoorbeeld door de efficiëntste manier te beoordelen om informatie uit te wisselen tussen actoren (zoals de drones, hun piloten en het luchtverkeersbeheersysteem). Het project zal twee verschillende concepten testen voor het distribueren van relevante gegevens: een gecentraliseerde en een gedecentraliseerde architectuur. De gedecentraliseerde architectuur zal worden getest in Cranfield, Enschede en Rotterdam, en de gecentraliseerde architectuur zal worden getest in Amsterdam en Santiago de Compostela.

De informatie die zal worden uitgewisseld betreft allerlei soorten gegevens, bijvoorbeeld strategische en tactische informatie voorafgaand aan en tijdens de vlucht, trackinggegevens (real-time informatie over de positie van de drone), advies tactische conflictoplossingsservice (informatie om voor de vlucht en tijdens de vlucht conflicten te voorkomen), en weer- en CNS-gegevens (Communicatie, Navigatie en Surveillance).

Wat kan worden verwacht tijdens de demonstraties?

Bovendien, aangezien U-space en UAM nog steeds concepten zijn in ontwikkeling, volgde AMU-LED de drie pijlers van innovatie – haalbaarheid, levensvatbaarheid en wenselijkheid, om ervoor te zorgen dat de demonstraties de basis dekken voor een effectieve implementatie van UAM.

In juni beginnen de demonstraties met het haalbaarheidsgeval in Cranfield, waarbij de gereedheid van de AMU-LED oplossing, technologieën en systemen wordt bewezen. Deze tests worden geleid door de Cranfield University en zullen plaatsvinden op Cranfield Airport, een unieke faciliteit met zijn eigen luchtvaartnavigatiedienstverlener en luchtverkeersleiders, en zijn eigen piloten en vliegtuigen. Deze demonstratie zal een vereiste zijn voor de daaropvolgende demonstraties, wat aantoont dat de AMU-LED oplossing klaar en veilig is om in complexere omgevingen te worden getest. Een tweede deel van de Cranfield demonstratie zal in september plaatsvinden.

Na het bewijzen van de haalbaarheid van de AMU-LED oplossing, zal het project in augustus doorgaan met het testen van de wenselijkheid van zijn oplossing in Amsterdam en Enschede, met de nadruk op publieke acceptatie en sociale impact.

In Amsterdam worden de tests geleid door het Koninklijk Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) en zullen ze plaatsvinden in het hart van de stad, het Marineterrein. Door gebruik te maken van een focusgroep om gegevens te verzamelen, zal het team verschillende vluchtdemonstraties uitvoeren en verschillende aspecten van U-space en bepaalde indicatoren van publieke acceptatie zoals geluidsoverlast, waargenomen veiligheid, vertrouwen in de technologie, privacyproblemen of visuele vervuiling testen. Voorstel voor maatregelen voor de zorgen geuit door de focusgroep zal worden gedaan op basis van de verzamelde gegevens.

Enschede zal volgen en de sociale impact van UAM demonstreren. Space53, een test- en innovatiecentrum voor onbemande systemen, is verantwoordelijk voor deze demonstratie, die zal plaatsvinden tussen de Space53 locatie op Technology Base en Twente Airport, en de stad Enschede. Verschillende maatschappelijk relevante gebruiksscenario's zoals medische levering, brandbestrijding of politie surveillance zullen worden getoond, waarbij deze demonstratie de sociale impact zal bewijzen die UAM zal creëren wanneer geïmplementeerd.

In Rotterdam zal ook in augustus de economische levensvatbaarheid van UAM worden gedemonstreerd. Deze test wordt gecoördineerd door AirHub en zal plaatsvinden in het havengebied van de stad. Het zal worden uitgevoerd in samenwerking met de Haven van Rotterdam Autoriteit, die wil onderzoeken hoe bemanningsleden van schepen rechtstreeks van het schip naar het hotel kunnen worden vervoerd. Andere gebruiksscenario's zullen ook worden gedemonstreerd, waarbij verschillende UAV's en VTOL-vliegtuigen worden gevlogen.

De stad Santiago de Compostela zal de laatste demonstratie van AMU-LED organiseren, waar alle eerdere aspecten - haalbaarheid, levensvatbaarheid en wenselijkheid - samenkomen in een grote finale show. Gecoördineerd door het technologiecentrum ITG - Fundación Instituto Tecnológico de Galicia zal de demonstratie zich richten op de correcte implementatie van alle aspecten in stedelijke omgevingen, als laatste presentatie van hoe U-space Urban Air Mobility kan mogelijk maken. Dit zal in september en oktober worden gedemonstreerd.

Tijdens deze demonstraties zal het projectteam gegevens verzamelen over de verschillende aspecten die worden getest, die vervolgens worden geanalyseerd. Hiermee kan het project resultaten opstellen voor de verdere ontwikkeling van U-space, waarbij informatie wordt verstrekt over de meest efficiënte manier waarop U-space UAM kan ondersteunen, waardoor een veilige, effectieve en levensvatbare oplossing voor slimme steden wordt geboden.

Dit project heeft financiering ontvangen van de SESAR Joint Undertaking (JU) onder subsidieovereenkomst nr. 101017702. De JU ontvangt steun van het Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie en de leden van SESAR JU anders dan de EU.